本软件是在Ｖｉｓｕａｌ Ｃ＋＋环境下利用ＯｐｅｎＧＬ建立了ＡＢＢ ＩＲＢ６６００型工业机器人的三维简化 模型。下面介绍该型工业机器人三维建模的具体步骤：
１．建立应用程序与ＯＤｅｎＧＬ的联系：在项目文件环境设置的Ｌｉｎｋ域中，添加三个库文件 ｏｐｅｎｇｌ３２．１ｉｂ、ｇｌｕ３２．１ｉｂ、ｇｌａｕｘ．１ｉｂ，然后打开工程的ｓｔｄａｆｘ．ｈ头文件，加入头文件９１．ｈ、
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浙江大学硕上学位论文 第五章工业机器人切削加工离线编程系统及应用
ｇｌｕ．ｈ、ｇｌａｕｘ．ｈ，这样应用程序才能正确使用ＯｐｅｎＧＬ提供的数据类型和函数。
２．绘图环境初始化：由于ＯｐｅｎＧＬ独立于任何平台且没有窗口函数，因此，ＭＦＣ无法直接 对其函数进行调用，需要进行相应绘图环境的设置。首先定义所需像素格式ＰＩＸＦＯＲＭＡＴＤＩＳＣＲ－
ＩＰＴＯＲ结构变量，设置某些结构成员的值，使其支持ＯｐｅｎＧＬ及其颜色模式，并将其与设备描 述表相关联，然后才能调用ＯｐｅｎＧＬ函数在窗口中生成图形。
３．场景的布置，也就是把机器人及其工作环境放置到空间的适当位置。首先在Ｒｏｂｏｔｖｉｅｗ 类的ＰｒｅＣｒｅａｔｅＷｉｎｄｏｗ０函数中修改生成窗口的样式，将其改为ＣＳ．ｓｔｙｌｅＪ＝ｗｓ＿ｃＬＩＰＣＨＩＬＤＲＥＮ ＩＷＳ＿ＣＬＩＰＳＩＢＬＩＮＧＳ。其次设置好视口变换函数和投影模式。视口变换用于窗口或视图大小发 生变化时调用以避免图形变形失真。投影模式用于定义一个视图体，决定物体如何投影到屏 幕上。ＯｐｅｎＧＬ提供两种投影模式：正交投影和透视投影。正交投影模式下的视图体是一个长 方体。透视投影模式下的视图体是一个平截头体，符合我们的心理习惯，即离视点近的物体 大，离视点远的物体小，远到极点即消失，成为灭点，因此选择透视投影模式，并通过调用 ｇｌＣｌｅａｒＣｏｌｏｒ（０．０，０．０，０．０，１．０）函数将屏幕的背景色设置为黑色，以参数ＧＬＦＬＡＴ调用ｇｌＳ—
ｈａｄｅＭｏｄｅ０函数指定期望的阴影模型为平坦阴影模型，并以参数ＧＬ＿ＣＯＬＯＲ＿ＢＵＦＦＥＲ＿ＢＩＴＩＧＬ—
ＤＥＰＴＨ＿ＢＵＦＦＥＲ＿ＢＩＴ调用ｇｌＣｌｅａｒ ０清空颜色缓存和深度缓存。最后，正确定义场景的光照模 型和物体的材质，这对于物体的真实感显示十分重要。ＯｐｅｎＧＬ提供对环境光、散射光、镜面 反射光和辐射光的管理。物体的材质则决定了物体对光中ＲＧＢ成分的反射率。至此，在Ｖｉｓｕａｌ Ｃ＋＋开发平台上，用ＯｐｅｎＧＬ建立三维图形应用环境的工作已经完成。
４．在Ｏｒｆｌ）ｒａｗ（）函数中完成工业机器人的三维建模。在Ｒｏｂｏｔｖｉｅｗ视图类中定义了一个函 数ＤａｒｗＡｒｍ（）专门负责工业机器人的三维建模，函数ＯｎＤｒａｗ（）只需调用该函数即可生成机器 人的三维模型。对机器人各关节建模时，要注意设置正确的模型变换顺序，因为先旋转再平 移和先平移再旋转的效果是不同的，而且后面的变换是在前面模型变换基础上进行的。为简 化建模过程，可将其建模过程模块化：按结构特点将机器人分解为一个个小模块，再将这些 小模块按一定的方式集成为机器人整体模型。ＯｐｅｎＧＬ提供了点、线、面３种几何图元的绘制 功能和旋转、平移变换功能。利用这些基本操作以及适当的变换，可绘制出相对复杂的三维 形体，因此，在Ｒｏｂｏｔｖｉｅｗ视图类中定义了两个函数ｖｏｉｄ ｍｙＳ０１ｉｄＣｙｌｉｎｄｅｒ（ＧＬｄｏｕｂｌｅｒａｄｉｕｓ，
ＧＬｄｏｕｂｌｅ ｈｅｉｇｈｔ，ｉｎｔ ｎ＿ｄｉｖ）和ｖｏｉｄ ｍｙＰａｒｔＳｏｌ ｉｄＣｙｌｉｎｄｅｒ（ＧＬｄｏｕｂｌｅ ｒａｄｉｕｓ．ＧＬｄｏｕｂｌｅ
ｈｅｉｇｈｔ，ｉｎｔ ｎ＿ｄｉｖ），分别绘制完整的圆柱体和部分圆柱体，对应于关节本体及其连接部分
的模型。利用这些基本单元即可实现机器人各关节的建模。下面以伪代码的形式说明关节本 体模型函数的实现，另一个关节连接模型函数的实现与它相似，在此不再赘述。
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浙江大学硕士学位论文 第五章工业机器人切削加工离线编程系统及应用
ｖｏｉｄ ｍｙＳｏｌ ｉｄＣｙｌｉｎｄｅｒ（ＧＬｄｏｕｂｌｅ ｒａｄｉｕｓ。ＧＬｄｏｕｂｌｅ ｈｅｉｇｈｔ，ｉｎｔ ｎｄｉｖ）／／生成圆柱体
｛
定义圆柱上下两个面的正多边形：
计算圆柱上表面法向量，并绘制上表面：
计算圆柱侧面法向量，并绘制侧面：
计算圆柱下表面法向量，并绘制下表面：
）
在完成机器人三维建模基本单元的基础上，通过适当的旋转和平移变换，组装机器人各 关节模型，最终得到机器人各关节处于零位时的简化模型。其建模过程在函数Ｄａｒｗｋｒｍ０中 实现，该函数的伪代码如下所述：
ｖｏｉｄ ＤｒａｗＡｒｍ０ ／／生成ＩＲＢ６６００型机器人的简化模型
｛
ｇｌＰｕｓｈＭａｔｒｉｘ０：
定义基座材质，并用圆柱体表示基座：
定义第一轴材质和变换矩阵ｏＴ。，并用两关节本体和一关节连接模型绘制第一轴：
定义第二轴材质和变换矩阵１Ｔ：，并用一关节本体和一关节连接模型绘制第二轴：
定义第三轴材质和变换矩阵２Ｔ。，并用两关节本体和一关节连接模型绘制第三轴：
定义第四轴材质和变换矩阵３Ｔ４，并用一关节本体和一关节连接模型绘制第四轴：
定义第五轴材质和变换矩阵１’。，并用一关节本体和一关节连接模型绘制第五轴：
定义第六轴材质和变换矩阵５Ｔ６，并用一关节本体和一关节连接模型绘制第六轴：
ｇｌＰｏｐＭａｔｒｉｘ０：
）
其中，变换矩阵Ｔ见第二章机器人运动学正解部分，最终生成的机器人模型如图５．５所示。
另外，场景模型的创建工作在三维造型软件ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ中完成，并将该模型另存为ＳＴＬ
（ＳｔｅｒｅｏＬｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）文件，其中包含有三角面片的顶点和法矢量信息‘６５嗣，然后设置场景 文件的路径和模型相对机器人基坐标系的位置，如图５．６所示，点击确定读取这些三角面片，
同时进行模型渲染，从而在ＯｐｅｎＧＬ下建立了机器人工作环境模型。
另外，由于在实际应用中，切削加工轨迹与机器人模型相比，显得很小，因此，在视图 类Ｒｏｂｏｔｖｉｅｗ中，增加了模型的局部（矩形）缩放和旋转变换功能，方便从不同角度观察机器 人末端的运动。
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浙江大学硕士学位论文 第ｊ章Ｔ业机器＾切削加Ｔ离线编牲系统＆应用
图５ ５ ＡＢＢ ＩＲＢ６６００型机器＾简化三维模型